超声波气体流量计的管道模型仿真和误差分析

超声波气体流量计的管道模型仿真和误差分析
摘要：近年来，超声波气体流量计的管道模型仿真和误差分析得到了业内的广
泛关注，研究其相关课题有着重要意义。

本文首先对相关内容做了概述，并结合
相关实践经验，分别从多个角度与方面就高压气体流量计量标准装置的科学研制
展开了研究，望有助于相关工作的实践。

关键词：超声波气体流量计；管道模型；仿真；误差
1 超声波气体流量计工作原理简介
通过测量超声波在气体流场中顺流、逆流的传播时间t_、t+，声道与管壁倾角θ，管道
横截面积A，求解方程（1）、（2）导出管道瞬时流速vultra与体流速Q
不充分发展阶段（Re <50 000）相对误差经历稳定 - 递增 -稳定 3 个变化过程，管径尺寸
在 80~120 mm 间相对误差变化最为明显。

充分发展阶段（Re >50 000），对比前一种情况相
对误差在第 1 个稳定阶段（小于 80 mm）逐渐被单调递增的变化趋势所取代，且第 2 个稳定
阶段（大于 120 mm）相对误差也呈现小幅上升的变化过程。

结果表明超声波气体流量计测
量精度会受到管道尺寸的影响，合理的设计适应于不同管径条件下的系数可以有效规避其影响。

结束语
本文的定量分析方法可以对超声波气体流量计的诸多误差因素提供更加准确地分析结果，结果表明雷诺数、管道直径、安装位置是流场误差的主要因素，上游弯管角度、管壁粗糙度
对于降低超声波气体流量计的流量误差起到一定作用；本文得到了多种流场及安装条件引起
的流量计测量误差容限参数，其数值范围可以给出更准确的超声波气体流量计流场的修正系数，为发展高精度超声波气体流量计优化设计提供定量的分析手段。

参考文献
[1]梁军汀，卢杰，朱士明.多通道超声波气体流量计的原理及标定[J].仪器仪表学报，2001，
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